什么情况下需要使用栈

栈是计算机科学中经常使用的一种数据结构。栈是一种线性数据结构，它是一种项的集合，其中每个项只能从一端称为栈的顶部插入和删除。在栈中，最后插入的元素将是第一个被删除的。栈有许多应用程序，本文将讨论在哪些情况下需要使用栈。

1. 函数调用

栈是出现在函数调用时的重要数据结构。每当一个函数被调用时，调用函数的指令和一些重要的参数被压入栈中。当被调用函数完成自己的运算后，将其结果存储在栈顶并弹出栈，以返回值形式返回到调用函数。这种函数调用堆栈的方法通常称为后进先出（Last-In-First-Out，LIFO）方式。

2. 表达式求值

栈也常用于表达式求值中。当我们识别到一个左括号时，我们将其压入栈中，并继续扫描输入表达式。当我们识别到一个右括号时，我们弹出栈中的操作符，直到找到相应的左括号为止。在弹出这些操作符时，我们将其应用到与它们相关联的操作数上，并将结果重新压入栈中。

3. 浏览器的“前进”和“后退”按钮

当我们使用一个浏览器浏览网页时，浏览器会在它们之间的历史记录中跟踪已访问的网页。当我们点击“后退”按钮时，浏览器可以弹出最近访问的网页并返回到上一个网页。当我们点击“前进”按钮时，浏览器可以将我们之前弹出的网页重新压回栈中，并返回到最新弹出的网页。

4. 编辑器中的Undo/Redo

很多编辑器（如Microsoft Word）使用堆栈来实现撤销和重做操作。每当用户输入或删除字符时，这些更改都被压入一个堆栈中。当用户点击“撤消”按钮时，最近的更改被弹出堆栈并撤消。当用户点击“重做”（Redo）按钮时，最近撤消的更改被重新压入堆栈中，并再次生效。

5. 系统调用

系统调用Int 0x80在Linux系统中常用于在用户态和内核态之间进行上下文切换。系统调用的参数、代码等信息被压入栈中进行保存。当系统调用完成时，它的返回值也被放入栈顶，等待被弹出来。

在所有这些情况下，栈都是非常方便的数据结构。它允许我们快速访问最近插入的值，并通过LIFO的方法对它们进行操作。由于从栈的顶部插入和删除元素的简单性，它可以轻松地实现为一个数组或链表。因此，栈已成为现代计算机架构（例如x86）的基本组成部分。